controle de algas e moscas, em espuma fenlica, para …
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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA
INSTITUTO FEDERAL GOIANO – CAMPUS URUTAÍ PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PROTEÇÃO DE PLANTAS
CONTROLE DE ALGAS E MOSCAS, EM ESPUMA FENÓLICA, PARA ALFACE SOB SISTEMA HIDROPÔNICO DO TIPO NFT
Adriano de Souza Pereira da Mata Engenheiro Agrônomo
URUTAÍ – GOIÁS 2018
ADRIANO DE SOUZA PEREIRA DA MATA
CONTROLE DE ALGAS E MOSCAS, EM ESPUMA FENÓLICA, PARA ALFACE SOB SISTEMA HIDROPÔNICO DO TIPO NFT
Orientador: Prof. Dr. Alexandre Igor de Azevedo Pereira
Urutaí – GO 2018
Dissertação apresentada ao Instituto
Federal Goiano – Campus Urutaí, como
parte das exigências do Programa de
Pós-Graduação em Proteção de Plantas
para obtenção do título de MESTRE.
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Sistema Integrado de Bibliotecas – SIBI/IF Goiano Campus Urutaí
M425c Mata, Adriano de Souza Pereira da
Controle de algas e moscas, em espuma fenólica, para alface sob
sistema hidropônico do tipo NFT / Campus Urutaí. [manuscrito] /
Adriano de Souza Pereira da Mata. -- Urutaí, GO: IF Goiano, 2018.
31 fls.
Orientador: Dr. Alexandre Igor de Azevedo Pereira
Dissertação (Mestrado) – Instituto Federal Goiano - Campus Urutaí,
2018.
1. Fungus gnats. 2. shore fly. 3. H2O2. 4. Beauveria.
5. Metarhizium. 6. Lactuca sativa. 7. Hidroponia. I. Título.
CDU 633
iv
DEDICATÓRIA
Ao meu filho Arthur Rafael Ribeiro da Mata (in memoriam) que foi a inspiração
para que eu fizesse esse mestrado. A minha esposa, Ana Cristina, pelo amor, cuidado
e companheirismo. Com muito amor e carinho dedico.
v
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar agradecer a Deus pelo dom da vida e oportunidade de desenvolver esse trabalho. Ao Professor Alexandre Igor Azevedo Pereira, pela orientação, ensinamento, compreensão e dedicação do seu tempo em orientar cada passo e oportunidade de realização deste trabalho. Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Proteção de Plantas do Instituto Federal Goiano – Campus Urutaí, pela colaboração na minha formação. Aos Alunos do Técnico Agropecuária e Agronomia no auxilio na condução do projeto sempre que precisava. A minha esposa Ana Cristina Oliveira Ribeiro da Mata pela compreensão em todo tempo que fiquei longe de casa para dedicar ao Mestrado e apoiando-me, aconselhando-me e ensinando.
vi
SUMÁRIO
RESUMO................................................................................................................... vii
ABSTRACT .............................................................................................................. viii
INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 1
OBJETIVOS ................................................................................................................ 3
MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................................ 4
RESULTADOS............................................................................................................. 8
DISCUSSÃO ............................................................................................................. 10
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 14
APÊNDICES .............................................................................................................. 18
vii
RESUMO
Insetos e algas demonstram adaptabilidade em ambientes hidropônicos. A presença de algas atrai duas espécies de moscas, Bradysia spp. (Diptera: Sciaridae) e Scatella stagnalis (Diptera: Ephydridae) conhecidas como fungus gnats e shore fly, respectivamente. Essas moscas alimentam-se das algas, podendo danificar as radicelas das mudas e transmitir patógenos a plantas adultas. Poucas informações sobre o manejo de moscas e algas são conhecidas, o que é um paradoxo frente a expansão do cultivo vegetal sob hidroponia no Brasil. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial do peróxido de hidrogênio (H2O2) como agente inseticida (para controle de moscas) e sanitizante (para controle de algas). Fungos entomopatógenos também foram avaliados por serem uma forma mais sustentável de manejo de pragas. O experimento foi conduzido em um sistema hidropônico comercial, sob delineamento em blocos casualizados, com 5 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos, pulverizados nas placas de espuma fenólica, logo após a deposição das sementes, foram H2O2 (T1), Beauveria bassiana (T2), Metarhizium anisopliae (T3), Espinosina (T4) e água (T5), como testemunha. Parâmetros relacionados à qualidade das mudas de alface (cv. Brida), presença de moscas e a evolução das algas nas placas de espuma fenólica (através de escala de notas) foram diariamente registrados. H2O2 e Espinosina afetaram a germinação das sementes de alface, mas foram capazes de amortizar a presença de moscas adultas pousadas sobre as placas de espuma fenólica. Os tratamentos com os fungos e apenas água foram aqueles onde o maior número de larvas de ambas as espécies de moscas foi observado, em comparação com H2O2. Nenhuma larva de fungus gnats e shore fly foi encontrada nas células de espuma fenólica pulverizadas com espinosina. Todavia, as mudas de alface oriundas das placas pulverizadas com Espinosina foram aquelas com menor peso fresco. Para os demais tratamentos, incluindo H2O2, o peso fresco das mudas de alface foi superior. H2O2 reteve severamente a infestação das algas nas células de espuma fenólica ao longo de 15 dias de observação. O presente trabalho torna a luz do conhecimento o potencial que H2O2 pode desempenhar como agente sanitizante (para controle de algas) e inseticida (para controle das moscas fungus gnats e shore fly) em ambientes hidropônicos.
Palavras-chave: Fungus gnats, shore fly, H2O2, Beauveria, Metarhizium, Lactuca
sativa, hidroponia.
viii
ABSTRACT
Insects and algae demonstrate adaptability in hydroponic environments. The presence of algae attracts two species of flies, Bradysia spp. (Diptera: Sciaridae) and Scatella stagnalis (Diptera: Ephydridae) known as fungus gnats and shore fly, respectively. These flies feed on algae, which can damage the rootlets of the seedlings and transmit pathogens to adult plants. Little information on the management of flies and algae is known, which is a paradox in relation to the expansion of plant cultivation under hydroponics in Brazil. The objective of this work was to evaluate the potential of hydrogen peroxide (H2O2) as an insecticidal agent (for control of flies) and sanitizing agent (for algae control). Entomopathogenic fungi have also been evaluated for being a more sustainable form of pest management. The experiment was conducted in a commercial hydroponic system under a randomized complete block design, with 5 treatments and 4 replicates. The treatments, sprayed on the phenolic foam plates, immediately after seed deposition, were H2O2 (T1), Beauveria bassiana (T2), Metarhizium anisopliae (T3), Spinosad (T4) and water (T5) as a control. Parameters related to the quality of lettuce seedlings (Brida cv.), the presence of flies and the evolution of algae in the phenolic foam plates (though the scale of notes) were recorded daily. H2O2 and Spinosad affected the germination of lettuce seeds, but were able to amortize the presence of adult flies on the phenolic foam plates. The treatments with fungi and only water were those where the highest number of larvae of both species of flies was observed, compared to H2O2. No larvae of fungus gnats and shore fly were found in phenolic foam cells sprayed with Spinosad. However, lettuce seedlings from Spinosad sprayed plates were those with lower fresh weight. For the other treatments, including H2O2, the fresh weight of the lettuce seedlings was higher. H2O2 severely retained algae infestation in phenolic foam cells over a 15-day observation period. The present work makes the light of knowledge the potential that H2O2 can play as a sanitizing agent (for algae control) and an insecticide (for control of fungus gnats and shore fly) in hydroponic environments.
Key-words: Fungus gnats, shore fly, H2O2, Beauveria, Metarhizium, Lactuca sativa,
hydroponics.
1
INTRODUÇÃO
A produção de alimentos com total atenção às exigências modernas do
mercado vem dinamizando a cadeia produtiva de hortaliças folhosas no Brasil
(Carvalho Filho & Camargo 2017). A busca por produtos de melhor qualidade e com
oferta constante tem induzido agricultores a buscarem sistemas de produção
obcecados em atender essas exigências, como forma de obter vantagens comerciais.
Como exemplo, agricultores brasileiros buscaram se adaptar à produção de hortaliças
orgânicas como forma de atender a qualidade exigida pelos consumidores. Incentivos
oriundos de políticas públicas impulsionaram a criação e estabelecimento, até os dias
atuais, desse nicho de mercado ainda em expansão (Dalcin et al. 2014). Todavia, os
problemas em manter a constante oferta de produtos devido à influência climática
exercida em determinadas regiões e épocas do ano, além de fontes de estresse
biótico, tem sido um real empecilho (Blanc & Kledal 2012).
Por outro lado, o cultivo de vegetais baseado em soluções nutritivas (e,
portanto, sem solo) tem encontrado um amplo espaço mercadológico nas capitais e
no interior do Brasil (Costa & Junqueira 2000). A produção de folhas e frutos com
melhor qualidade, reduzido emprego de mão-de-obra, colheita precoce, além do
menor consumo de água e fertilizantes são vantagens dos sistemas hidropônicos. A
oferta constante de alimentos e sem interferência climática também justificam sua
expansão, bem como a alta possibilidade de agregação de valor ao produto final. Por
outro lado, patógenos, insetos e algas podem ocorrer em estufas agrícolas,
demonstrando adaptabilidade a esse tipo de ambiente tão simplificado, do ponto de
vista biológico (Lopes et al. 2000, Takikawa et al. 2015).
Algas são comumente presentes nas estruturas físicas que compõem o
sistema hidropônico do tipo nutrient film technique (NFT). Maiores gastos com mão-
de-obra e a necessidade de sobrepor em escala temporal a produção, para atender a
demanda frequente por alimentos, levam eventualmente ao descaso com medidas
básicas de limpeza. As algas competem por nutrientes, água e luz com os vegetais
(Radin et al. 2009). Medidas que reduzem a incidência luminosa, como a cobertura
das estruturas físicas por filmes plásticos, tem sido teoricamente reportadas como
2
eficientes para controle de algas (Vänninen & Koskula 1998). Todavia, requerem
maiores gastos para aquisição, tempo para aplicação minuciosa e elevado uso de
mão-de-obra tornando-se impraticáveis.
A presença de algas atrai duas espécies de moscas adaptadas ao sistema
hidropônico, Bradysia spp. (Diptera: Sciaridae) e Scatella stagnalis (Diptera:
Ephydridae) conhecidas como fungus gnats e shore fly, respectivamente. Em
estações quentes a sua população aumenta rapidamente (Keates et al. 1989). Essas
moscas alimentam-se das algas, podendo inevitavelmente danificar as radicelas das
mudas vegetais (Epenhuijsen et al. 2001). O papel dessas moscas em transmitir
patógenos (de forma horizontal) aos vegetais também é comprovado (Keates et al.
1989, El-Hamalawi 2008, Radin et al. 2009). A associação entre algas, moscas e
patógenos pode potencializar prejuízos na quantidade e qualidade dos alimentos
produzidos nos sistemas hidropônicos (Radin et al. 2009).
Diante desse cenário, agentes sanitizantes e inseticidas sintéticos de amplo
espectro tem sido utilizados para controle de algas e moscas, respectivamente, de
maneira informal e pouco técnica. A busca por um produto de múltiplo uso que auxilie
na assepsia das estruturas físicas e, ao mesmo tempo, elimine a infestação de moscas
no ambiente hidropônico é urgente. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a
eficiência do peróxido de hidrogênio (H2O2), como agente sanitizante (para controle
de algas) e inseticida (para controle de moscas), em um sistema comercial
hidropônico. H2O2 possui reconhecido potencial em causar estresse oxidativo em
organismos vivos (Vänninen & Koskula 1998, Qin et al. 2011, Wojtyla et al. 2016) e
amplo uso como desinfetante e esterilizante (Watt et al. 2004). A avaliação de fungos
entomopatógenos, com vistas a substituir inseticidas sintéticos, no controle de fungus
gnats e shore fly também foi explorada por ser uma forma mais sustentável de controle
de moscas (Stanghellini & El-Hamalawi 2005) e demais insetos vetores (Tiago et al.
2014), em sistema hidropônico.
3
OBJETIVOS
O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência do peróxido de
hidrogênio (H2O2), como agente sanitizante (para controle de algas) e inseticida (para
controle de moscas), em um sistema comercial hidropônico.
4
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido no mês de maio de 2018 em um sistema
hidropônico comercial, com foco na produção de hortaliças folhosas, localizado no
município de Pires do Rio, estado de Goiás (latitude: 17º 17' 59" S, longitude: 48º 16'
46" W e altitude: 758 m). A temperatura média foi de 24,5ºC e a umidade relativa média
foi de 60%, ambas no interior da estufa. O tipo climático do município de Pires do Rio
é tropical semiúmido (tropical-AW), pela classificação de Köppen, sendo quente na
primavera e verão e ameno no outono e inverno.
A estufa do tipo convencional (modelo Hidrogood®), onde o experimento foi
conduzido, foi instalada com o eixo longitudinal no sentido leste-oeste para reduzir o
sombreamento interno. Arcos de polipropileno, filme plástico na cobertura (150 µ,
aditivada contra raios ultravioleta) e tela tipo sombrite na lateral constituíram a
estrutura da estufa. As dimensões totais da estufa foram de 5 m de altura (pé direito),
50 m de largura e 100 m de comprimento.
A cultivar de alface Brida (Hortec Tecnologia de Sementes Ltda) (Bragança
Paulista, SP, Brasil) foi utilizada. Essa cultivar produz plantas adultas grandes e
vigorosas, com folhas repicadas nos bordos de coloração verde médio e com brilho.
A cultivar Brida é recomendada para a estação de verão, porém pode ser plantada em
outras estações do ano, seja em campo ou hidroponia. Possui excelente padrão,
grande número de folhas, colheita uniforme e é tolerante ao pendoamento precoce,
bem como queima dos bordos. O ciclo da germinação até a colheita é 60 a 70 dias.
Possui alta resistência ao Lettuce Mosaic Virus (LMV), resistência moderada a
septoriose (Septoria lactucae) e resistência a queima dos bordos.
A área utilizada para germinação das sementes de alface foi composta por
uma mesa de germinação, com capacidade para 100 placas, com 1,15 m de altura do
chão, 30 m de comprimento e 3 m de largura. A mesa foi composta por seis canaletas
de alumínio, com largura de 5 cm, comprimento de 30 m e espaçadas entre si a cada
60 cm. Bandejas plásticas (60 cm x 40 cm), com 1 cm de profundidade, foram
utilizadas para apoiar cada placa de espuma fenólica sobre as canaletas de alumínio.
A declividade da mesa foi de 3%. Apenas a área de germinação da estufa foi
necessária para instalação e condução dos experimentos, não havendo a
5
necessidade de utilização das áreas para berçário e crescimento da hidroponia (do
tipo NFT).
A semeadura foi realizada com auxílio de um tabuleiro semeador manual, para
sementes peletizadas, onde ocorreu deposição de apenas uma semente de alface por
célula (cuja dimensão foi 2 x 2 x 2 cm, de formato cúbico). As placas de espuma
fenólica continham cada uma, 345 células. Após a semeadura cada placa de espuma
fenólica, contendo as sementes, foi coberta com um pano umedecido acima do nível
das sementes para manter a umidade e sombreamento por três dias seguidos ou até
a germinação, que foi diariamente observada de forma visual. As placas foram
irrigadas por cinco dias seguidos após a semeadura com água potável e, em seguida,
com solução nutritiva, diariamente, semelhante àquela proposta por Bezerra Neto et
al. (2010).
Logo após a deposição das sementes de alface nas placas de espuma
fenólica, portanto antes da germinação, ocorreu a aplicação dos tratamentos
constituídos por (T1) água oxigenada (H2O2), (T2) Beauveria bassiana, (T3)
Metarhizium anisopliae, (T4) Espinosina e (T5) água, como testemunha. Utilizou-se 2
litros de H2O2 para 100 litros de água e regulou-se o pH dessa solução com ácido
fosfórico (10 ml/100 litros). A dose de B. bassiana foi de 50 gramas/20 litros de água,
enquanto que para M. anisopliae utilizou-se 17 gramas/20 litros de água. O inseticida
Espinosina foi aplicado na dose de 10 ml/1 litro de água. As doses foram ajustadas
para recipientes com capacidade de 2 litros onde ocorreu a pulverização (de forma
manual) das placas de espuma fenólica contendo as sementes de alface, apenas uma
vez. Cada placa recebeu um volume de calda de 1 litro de solução, respeitando-se os
tratamentos.
O experimento seguiu um delineamento em blocos casualizados, com 5
tratamentos e 4 repetições. No quarto dia após a semeadura iniciou-se o registro da
germinação das sementes de alface, que durou 15 dias seguidos (tempo requerido
pela cultivar para transplantio) e em horários diários semelhantes (17 horas). O
número de moscas adultas pousadas sobre as placas foi registrado de forma visual,
diariamente, a partir da germinação das sementes. Nessa ocasião, não houve
distinção entre as duas espécies de moscas adultas devido à sua aparente
semelhança visual.
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Logo após o 15º dia, todas as quatro placas de espuma fenólica (repetições),
por tratamento, contendo as mudas de alface, foram transferidas para laboratório
localizado no Instituto Federal Goiano, Campus Urutaí (Urutaí, Goiás, Brasil), onde o
número de larvas presentes por placa foi registrado. Na ocasião, todas as 345 células,
por placa, foram separadas individualmente e cortadas, com auxílio de um estilete
manual, em 10 seções transversais de igual tamanho para se observar a presença de
larvas de fungus gnats e shore fly. Nessa etapa ocorreu diferenciação entre as duas
espécies de moscas devido às diferenças morfológicas facilmente detectáveis. Apesar
das análises destrutivas, as mudas de alface, presentes em cada célula, foram
preservadas para quantificação do seu peso fresco (mg) de forma imediata.
A evolução (em dias) da incidência de algas nas células das placas de espuma
fenólica foi contabilizada a partir da deposição das sementes de alface nas células.
Uma escala com cinco diferentes notas foi sugerida para diagnosticar a presença (ou
não) das algas, bem como sua quantidade. Para isso utilizou-se um ranking com
escalas de 0, 25, 50, 75 e 100% das células com presença de algas (ver Figura 5A).
A comparação entre tratamentos para a germinação acumulada das sementes
de alface foi realizada através de figuras de regressão, considerando o intervalo de
tempo como importante medida informativa sobre a dinâmica da germinação em
vegetais (Ranal & Santana 2006). Nesse caso, o melhor modelo ajustado foi do tipo
sigmoide (y= a/(1+exp(-(x-x0)/b)). Diversos modelos de regressão foram previamente
comparados através do seu comportamento visual e, adicionalmente, através dos
valores de R2 obtidos pelo programa SigmaPlot® versão 11 (Systat Software Inc). O
mesmo procedimento foi realizado para a variável independente de moscas adultas
pousadas nas placas. Nesse caso, a regressão do tipo exponencial (modelo de
Stirling) (y=y0+a*(exp(b*x)-1)/b) foi aquele que apresentou melhor ajuste, para
representação dos tratamentos.
Os dados referentes ao número de larvas presentes nas placas seguiram
distribuição normal e, portanto, uma análise de variância foi realizada para
diagnosticar a existência de diferença (ou não) entre tratamentos. Após essa prévia
diagnose, as médias dos tratamentos foram comparadas entre si através do teste de
Tukey a 5% de probabilidade. O mesmo procedimento foi realizado para a variável
independente peso fresco das mudas.
7
Para fins de comparação de como ocorreu a evolução da infestação de algas
nas placas de espuma fenólica, em função dos tratamentos, uma análise visual foi
apresentada graficamente através dos valores médios de infestação (%) por
tratamento em função dos dias após a semeadura. Como os dados de evolução da
infestação de algas não seguiram distribuição normal, o teste não-paramétrico de
Kruskal-Wallis foi utilizado. Nesse caso, verificamos se ao menos uma amostra
dominou estocasticamente uma outra amostra, ou seja, se houve diferença entre
tratamentos. A evolução da presença das algas de forma ilustrativa foi mantida para
facilitar a visualização das diferenças entre os tratamentos (e ao longo dos dias de
avaliação), pois o teste de Kruskal-Wallis não identifica onde a dominância estocástica
ocorre ou para quantos pares de grupos se obtém tal dominância.
8
RESULTADOS
O percentual de sementes germinadas de alface, ao longo do intervalo de
tempo, sofreu influência dos tratamentos (Figura 1). O modelo sigmoidal de regressão
descreveu com melhores ajustes o comportamento diário de germinação das
sementes, em função dos tratamentos (Figura 1). Os valores de R2; F e P que
descrevem o ajuste dos dados de germinação obtidos ao modelo de regressão
sigmoidal foram, respectivamente, 99,69; 1772,31 e <0,0001 (H2O2), 99,43; 953,78 e
<0,0001 (Beauveria bassiana), 98,72; 425,63 e <0,0001 (Metarhizium anisopliae),
99,20; 686,15 e <0,0001 (Espinosina) e 99,61; 1419,11 e <0,0001 (água). Aos quatro
dias após a semeadura, apenas 27% e 25,7% das sementes haviam germinado nos
tratamentos sob pulverização com água oxigenada e Espinosina, respectivamente. No
mesmo intervalo de tempo, os valores de germinação foram de 46,8 %, 55,40% e
53,80% para os tratamentos B. bassiana, M. anisopliae e água, respectivamente
(Figura 1). Os valores de germinação das sementes de alface submetidas aos
tratamentos água oxigenada e Espinosina mantiveram-se abaixo dos demais
tratamentos até o final das avaliações (15º dia após a semeadura). As médias totais
(com respectivos erros padrões) para a germinação das sementes de alface, durante
todo o período de avaliação, foram de 69,96% (± 7,91) para água oxigenada, 77,61%
(± 8,93) para B. bassiana, 79,18% (± 7,78) para M. anisopliae, 65,45% (± 8,90) para
Espinosina e 78,77% (± 8,15) para água.
Os tratamentos H2O2 (T1) e Espinosina (T4) foram capazes de amortizar a
presença de moscas adultas (fungus gnats e shore fly) observadas em atividade de
pouso sobre as placas de espuma fenólica (Figura 2). No entanto, nos tratamentos B.
bassiana, M. anisopliae e água a quantidade de moscas pousadas nas placas foi
superior em três vezes em comparação com os tratamentos T1 e T4 (Figura 2). O
número de moscas pousadas nas placas de espuma fenólica, em função dos
tratamentos, ajustou-se ao modelo exponencial de regressão (modelo de Stirling) com
os seguintes parâmetros para as curvas de regressão e, portanto, escolha do modelo:
água oxigenada (R2 = 96,13; F= 175,10 e P<0,0001), B. bassiana (R2 = 92,06; F=
82,19 e P<0,0001), M. anisopliae (R2 = 93,92; F= 109,10 e P<0,0001), Espinosina (R2
= 98,05; F= 352,13 e P<0,0001) e água (R2 = 94,35; F= 117,87 e P<0,0001).
9
O número de larvas de shore fly (P= 0,03) e fungus gnats (P= 0,04) presentes
no interior das células das placas com espuma fenólica variou em função dos
tratamentos avaliados (Figura 3). O tratamento B. bassiana foi aquele onde o maior
número de larvas de shore fly foi observado, com média de 304,00 ± 18,00 larvas por
placa, seguido pelos tratamentos com M. anisopliae (248,00 ± 17,20 larvas), água
(200,00 ± 20,00 larvas) e H2O2 (72,00 ± 14,00 larvas) (Figura 3). No caso das larvas
de fungus gnats, o tratamento que propiciou maior quantidade de larvas foi aquele
onde as placas foram pulverizadas com M. anisopliae (298,00 ± 22,00 larvas), seguido
por água (284,00 ± 17,20 larvas), B. bassiana (132,00 ± 14,00 larvas) e H2O2 (24,00
± 4,00 larvas) (Figura 3). Para ambas espécies de moscas, nenhuma larva foi
encontrada quando as placas de espuma fenólica foram pulverizadas com Espinosina
(Figura 3).
O peso fresco das mudas de alface sofreu influência dos tratamentos (P=
0,03) (Figura 4). As mudas de alface oriundas das placas pulverizadas com Espinosina
foram aquelas com menor peso fresco (0,65 ± 0,10 mg) ao final do período de
avaliação. Para os demais tratamentos, o peso fresco das mudas de alface não variou
com média de 1,29 mg (Figura 4).
A utilização da escala de notas para a incidência de algas nas células das
espumas fenólicas (Figura 5A) demonstrou ser útil para observar a evolução da
infestação ao longo do tempo. Em todos os tratamentos ocorreu aumento da presença
de algas nas células de espuma fenólica ao longo do tempo, com valores iniciais
partindo de 0% (1º dia após a semeadura) a até 100% (15º dia após a semeadura) de
infestação pelas algas. O período de início da colonização pelas algas iniciou-se a
partir do 9º dia após a semeadura do alface, principalmente, no tratamento onde o
fungo M. anisopliae foi previamente pulverizado (Figura 5B). Houve diferença
significativa para a infestação das algas entre tratamentos no 9º (H=89,32; P= 0,02),
10º (H=101,23; P= 0,01), 11º (H=90,12; P= 0,02), 12º (H=112,89; P= 0,001), 13º
(H=113,76; P= 0,004), 14º (H=98,21; P= 0,001) e 15º dia após a semeadura
(H=130,40; P< 0,05). Na Figura 5C o número (%) final de células infestadas com algas
foi explorado, através dos gráficos de barras verticais, com foco no último dia de
avaliação (15º dia após a semeadura). Nesse caso, no tratamento onde ocorreu
pulverização prévia com H2O2, 62,31 ± 2,30% da placa de espuma fenólica não
10
continha presença de algas (Figura 5C). Para o tratamento com Espinosina 36,23 ±
5,21% das células também não tinham presença de algas (Figura 5C). Todavia, nos
demais tratamentos (os dois fungos entomopatogênicos e água) todas as células
presentes nas placas de espuma fenólica apresentaram infestação de 100% de algas
(Figura 5C).
DISCUSSÃO
H2O2 tem sido usado para diversas finalidades, mas destaca-se como agente
desinfetante e esterilizante (Watt et al. 2004). Mesmo assim, seu uso em sistemas
hidropônicos para fins de higienização de estruturas físicas ainda é pouco esclarecido
em comparação com outros compostos oxigenados, como o NaOH e KOH (Bezerra
Neto et al. 2010). O uso do H2O2 como agente de controle de insetos também é
esporadicamente investigado, principalmente em ambientes protegidos. No presente
trabalho, H2O2 reduziu o número de moscas adultas pousadas e o número de larvas
presentes nas células da espuma fenólica, devido ao seu potencial em causar
estresse oxidativo em organismos vivos (Zhang et al. 2016). Além disso, H2O2 conteve
drasticamente a evolução do crescimento das algas nas placas, reduzindo com isso a
colonização por fungus gnats e shore fly que são comumente associadas com
incidências de algas (Keates et al. 1989, Vänninen & Koskula 1998). Tais resultados
indicam o potencial do H2O2 como agente de controle dessas moscas, além de algas
em sistemas de produção de alface do tipo hidropônico.
Apesar das vantagens acima descritas, H2O2 interferiu na germinação das
sementes de alface. Mudas de pepino tiveram menor crescimento imediatamente
após a exposição a doses maiores de peróxido de hidrogênio (125 ppm), mas se
recuperaram da fitotoxidade dias depois (Vänninen & Koskula 1998). A concentração
utilizada e o estágio fenológico do vegetal no momento da exposição podem
inesperadamente modificar o status do H2O2 como uma molécula tóxica ou não às
plantas (Wojtyla et al. 2016). Para elucidar, de forma mais coerente, o efeito da
exposição do H2O2 na germinação em sementes de alface, um trabalho com foco na
diluição dessa molécula, através de investigações do tipo dose-resposta, está em
11
curso. Compostos oxigenados são moléculas altamente reativas e com grande
potencial oxidativo, o que a torna capaz de interagir com diversas biomoléculas
presentes em sementes vegetais (incluindo ácidos nucléicos, proteínas e lipídios)
(Wojtyla et al. 2016). Dessa forma, as sementes de alface expostas ao H2O2 podem
ter sofrido danos celulares devido ao estresse oxidativo. Os reais efeitos do peróxido
de hidrogênio na fisiologia vegetal tem sido objeto de debate nas últimas décadas,
com resultados apontando benefícios dessa molécula incrementando a resistência
contra fontes de estresse abiótico (por exemplo, o estresse salino) (Niu & Liao 2016).
A interferência negativa do inseticida Espinosina sob a alface (principalmente
na germinação das sementes e no peso fresco das mudas) comprova que inseticidas
podem afetar o desenvolvimento de organismos não-alvo, incluindo vegetais
(DeLorenzo et al. 2001). Essa justificativa também se aplica ao fato desse inseticida
ter retardado o crescimento das algas nas placas de espuma fenólica ao longo do
tempo. A época de exposição (imediatamente após a semeadura) pode ter
potencializado seu efeito tóxico, como observado por Shakir et al. (2015) em sementes
de tomate. Isso demonstra a sensibilidade de sementes à exposição por inseticidas.
Por outro lado, o peso seco de flores, pedúnculos, folhas e raízes de Gerbera
jamesonii (Asteraceae) expostas a Espinosina (concentrações de 1x e 4x a mais da
recomendada) não foram afetados quando o inseticida foi aplicado nas mudas (Spiers
et al. 2006). Shakir et al. (2015) também observaram que baixas concentrações de
inseticidas estimularam a germinação de sementes de tomate, enquanto que altas
doses atuaram como inibidores. Dessa forma, devido à complexidade de fatores
potencialmente capazes em interferir na germinação das sementes de alface,
sugerimos que aplicações de inseticidas para controle de insetos-praga em sistemas
de cultivo do tipo hidropônico devam ser evitadas nas fases iniciais (como sementes).
As infestações por fungus gnats e shore fly são veridicamente associadas com a
presença de algas (Keates et al. 1989). Portanto, como a presença das algas nas
placas iniciou a partir do 8º dia após a semeadura, talvez esse seria um período mais
seguro para a aplicação de inseticidas de forma preventiva para fins de controle das
moscas, reduzindo o risco de efeitos adversos nas sementes.
O inseticida Espinosina, oriundo de metabólitos secundários sintetizados por
actinomicetos de solo, é aprovado para uso em sistemas orgânicos de produção
12
agrícola para controle de tripes, Lepidoptera e moscas (Weintraub et al. 2017).
Todavia, tem sido definido como de amplo espectro devido ao sítio de ação estar
situado no sistema nervoso (Salgado et al. 1998). Biopesticidas que atuam como
reguladores de crescimento de insetos tem sido mais específicos e, portanto,
utilizados amplamente em estufas (Weintraub et al. 2017). Isso pode impedir o efeito
negativo de inseticidas em organismos não-alvo presentes no sistema hidropônico,
sejam eles invertebrados ou vegetais. Populações de inimigos naturais podem estar
presentes em sistemas hidropônicos de forma natural (Vänninen & Koskula 1998) ou
através de liberações artificiais (Gerson & Weintraub 2007), o que enfatiza a real
necessidade de utilizar inseticidas mais seletivos.
Os dois fungos entomopatógenos avaliados foram inócuos na germinação das
sementes e peso fresco das mudas de alface. Todavia, não foram eficientes em
controlar ambas as espécies de moscas na fase adulta e de larva, nem para conter a
evolução das algas nas espumas fenólicas. Resultados semelhantes foram
observados por Andreadis et al. (2016). Segundo esses autores, B. bassiana (cepa
GHA) não demonstrou interferência na produção do cogumelo champignon Agaricus
bisporus (Agaricaceae), nem como no controle de fungus gnats nas fases de larva e
adulto. Em contraste aos nossos resultados e aqueles descritos por Andreadis et al.
(2016), Stanghellini & El-Hamalawi (2005) observaram alta mortalidade de larvas e
adultos de shore fly expostos a Beauveria bassiana. Nesse caso, os autores
identificaram e isolaram uma cepa encontrada previamente em cadáveres de shore
fly adultos. A (1) simplificação do ambiente onde aquele ensaio foi conduzido
(exposição dos insetos mantidos em placas de Petri) e a (2) prévia seleção de uma
cepa de B. bassiana altamente virulenta podem ter influenciado na alta mortalidade
encontrada.
Apesar da ausência de eficiência para fungus gnats e shore fly observada, o
controle microbiológico de pragas presentes em sistemas hidropônicos pode gerar
muitas novas perspectivas, como a substituição do uso de inseticidas. Outros grupos
de insetos, como tripes e pulgões, demonstram maior susceptibilidade a B. bassiana
e M. anisopliae (Fournier & Brodeur 2000, Lopes et al. 2000). Metarhizium anisopliae
(isolado 1104) demonstrou eficiência de 60%, seis dias após a primeira pulverização,
sobre Frankliniella occidentalis (Thysanoptera: Thripidae) em ensaios conduzidos em
13
sistema hidropônico (Lopes et al. 2000). O uso simultâneo do H2O2 (nosso tratamento
mais eficiente) e fungos entomopatógenos em ambientes de produção vegetal mais
simplificados, do ponto de vista biológico (como sistemas hidropônicos), pode vir a ser
uma realidade, em se tratando de controle de insetos praga. Zhang et al. (2016)
comprovaram que o H2O2 pode aumentar a produção de micotoxinas e, com isso, a
virulência em B. bassiana, devido ao estímulo desencadeado pelo estresse oxidativo.
Isso sugere a existência de uma possível compatibilidade entre os tratamentos
avaliados no presente trabalho. Todavia, o efeito dessa provável sinergia precisa ser
convenientemente testado em se tratando do manejo das moscas fungus gnats e
shore fly.
Problemas com a presença de algas e, consequentemente, distúrbios nas
populações de moscas podem ser drasticamente controlados se todos os
procedimentos recomendados de higiene forem praticados (Epenhuijsen et al. 2001).
No entanto, essa premissa é difícil de ser implementada em sistemas hidropônicos
comerciais, devido ao gasto com mão-de-obra requerida e a sobreposição frequente
de cultivos. Isso requer a necessidade de uso de produtos com várias funções
biológicas (como sanitária e pesticida). O presente trabalho torna a luz do
conhecimento o potencial que H2O2 pode desempenhar em sistemas hidropônicos
como agente sanitizante e controlador de fungus gnats e shore fly. Esses insetos
comumente são presentes nas espumas fenólicas utilizadas como substrato para
germinação das sementes de alface. Potenciais futuros problemas também podem
ser dirimidos como o uso do H2O2, uma vez que moscas são transmissores horizontais
de patógenos aos vegetais (El-Hamalawi 2008) e pelo fato de investigações terem
demonstrado a ação antifúngica do peróxido de hidrogênio (Qin et al. 2011).
14
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18
APÊNDICES
Figura 1. Valores observados (círculos) e estimados (linhas coloridas e pontilhada),
através de modelo de regressão sigmoidal, para a germinação (%) acumulada de
sementes de alface (cultivar Brida) ao longo do tempo (dias após a semeadura). As
placas de germinação, contendo uma semente por célula, foram pulverizadas com
H2O2 (T1), Beauveria bassiana (T2), Metarhizium anisopliae (T3), Espinosina (T4) e
Água (T5).
Dias após a semeadura
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Ger
min
ação
acu
mula
da
(%)
20
30
40
50
60
70
80
90
H2O2
BeauveriaMetarhiziumEspinosinaControle
19
Figura 2. Total acumulado de moscas adultas de fungus gnats e shore fly pousadas
por placa de espuma fenólica, através de modelo de regressão exponencial com
valores observados (círculos) e estimados (linhas coloridas e pontilhada) ao longo do
tempo (dias após a semeadura). As placas de germinação, contendo uma semente
por célula, foram pulverizadas com H2O2 (T1), Beauveria bassiana (T2), Metarhizium
anisopliae (T3), Espinosina (T4) e Água (T5).
Dias após a semeadura
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Mosc
as a
dult
as p
ousa
das
por
pla
ca
0
1
2
3
4H
2O2
BeauveriaMetarhiziumEspinosinaControle
4
8
12
16
20
Figura 3. Total de larvas (Média ± EP1) de shore fly e fungus gnats encontradas por
placa de espuma pulverizadas com H2O2 (T1), Beauveria bassiana (T2), Metarhizium
anisopliae (T3), Espinosina (T4) e Água (T5).1Médias seguidas pela mesma letra, para
cada espécie de mosca, não diferem entre si ao nível de 5% de probabilidade pelo
teste Tukey.
H
Bea
uver
ia
Met
arhi
zium
Espin
osin
a
Águ
a
Lar
vas
adult
as p
or
pla
ca (
Méd
ia ±
EP
1)
0
50
100
150
200
250
300
350
Scatella stagnalisFungus gnats
a
b
c
d
d
c
ab
H 2O 2
21
Figura 4. Peso fresco (Média ± EP1) de mudas de alface (cv. Brida) pulverizadas,
antes da germinação, com H2O2 (T1), Beauveria bassiana (T2), Metarhizium
anisopliae (T3), Espinosina (T4) e Água (T5).1Médias seguidas pela mesma letra não
diferem entre si ao nível de 5% de probabilidade pelo teste Tukey.
H
Bea
uver
ia
Met
arhi
zium
Espin
osin
a
Águ
a
Pes
o f
resc
o d
as m
udas
(m
g)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
a
a a
b
a
H 2O 2
22
Figura 5. Escala adotada para quantificar a presença de algas visíveis na superfície
das células, por placa (345 células) de espuma fenólica (Figura 5A). Evolução da
infestação por algas nas placas de espuma fenólica para os tratamentos H2O2 (T1),
Beauveria bassiana (T2), Metarhizium anisopliae (T3), Espinosina (T4) e Água (T5)
em função do tempo (dias após a semeadura) (Figura 5B). Quantificação (%) do
número de células infectadas com algas, por tratamento, apenas, para o último dia de
avaliação (15º dia).